La rugosità superficiale è un importante indice tecnico che riflette gli errori microgeometrici della superficie di un pezzo ed è un fattore chiave nella valutazione della qualità della superficie. La scelta della rugosità superficiale è direttamente collegata alla qualità, alla durata e ai costi di produzione del prodotto.
Esistono tre metodi per selezionare la rugosità superficiale delle parti meccaniche: il metodo di calcolo, il metodo di prova e il metodo per analogia. Il metodo dell'analogia è comunemente utilizzato nella progettazione di parti meccaniche grazie alla sua semplicità, velocità ed efficacia. Per l'applicazione del metodo dell'analogia sono necessari materiali di riferimento sufficienti e i manuali di progettazione meccanica forniscono informazioni e letteratura complete. Il riferimento più comunemente utilizzato è la rugosità superficiale che corrisponde alla classe di tolleranza.
In generale, le parti meccaniche con requisiti di tolleranza dimensionale più piccoli hanno valori di rugosità superficiale più piccoli, ma non esiste una relazione funzionale fissa tra loro. Ad esempio, alcune parti meccaniche, come maniglie, strumenti, apparecchiature sanitarie e macchinari alimentari, richiedono superfici molto lisce con elevati valori di rugosità superficiale, mentre i requisiti di tolleranza dimensionale sono bassi. Tipicamente, esiste una certa corrispondenza tra il grado di tolleranza e il valore di rugosità superficiale delle parti con requisiti di tolleranza dimensionale.
Molti manuali di progettazione di parti meccaniche e monografie di produzione introducono formule di calcolo empiriche per la rugosità superficiale e la relazione di tolleranza dimensionale delle parti meccaniche. Spesso però i valori riportati negli elenchi forniti sono diversi, creando confusione in chi non conosce la situazione e aumentando la difficoltà nella scelta della rugosità superficiale dei pezzi meccanici.
In termini pratici, diversi tipi di macchine hanno requisiti diversi per la rugosità superficiale delle loro parti, anche quando hanno la stessa tolleranza dimensionale. Ciò è dovuto alla stabilità della vestibilità. Nel processo di progettazione e produzione di parti meccaniche, i requisiti di stabilità di accoppiamento e intercambiabilità delle parti differiscono in base al tipo di macchina. I manuali di progettazione delle parti meccaniche esistenti riflettono i seguenti tre tipi principali:
Macchinari di precisione:Questo tipo richiede un'elevata stabilità di accoppiamento e impone che il limite di usura delle parti non superi il 10% del valore di tolleranza dimensionale, sia durante l'uso che dopo assemblaggi multipli. Viene utilizzato principalmente sulla superficie di strumenti di precisione, calibri, strumenti di misurazione di precisione e sulla superficie di attrito di parti importanti come la superficie interna del cilindro, il perno principale delle macchine utensili di precisione e il perno principale dell'alesatrice a coordinate .
Macchinari di precisione ordinari:Questa categoria ha requisiti più elevati per la stabilità dell'accoppiamento e richiede che il limite di usura delle parti non superi il 25% del valore di tolleranza dimensionale. Richiede inoltre una superficie di contatto ben sigillata e viene utilizzato principalmente in macchine utensili, utensili e cuscinetti volventi per adattarsi alla superficie, ai fori dei perni conici e alle superfici di contatto con elevata velocità di movimento relativo, come la superficie di accoppiamento del cuscinetto scorrevole e la superficie di lavoro del dente dell'ingranaggio.
Macchinari generali:Questa tipologia prevede che il limite di usura delle parti non superi il 50% del valore di tolleranza dimensionale e non comporti movimenti relativi della superficie di contatto delle partiparti fresate a controllo numerico. Viene utilizzato per componenti come coperchi di scatole, manicotti, superficie di lavoro della superficie, chiavette, sedi per chiavetta che richiedono un accoppiamento stretto e superfici di contatto con bassa velocità di movimento relativo, come fori delle staffe, boccole e superfici di lavoro con fori dell'albero della puleggia e riduttori.
Effettuiamo analisi statistiche dei vari valori delle tabelle del manuale di progettazione meccanica, convertendo la vecchia norma nazionale per la rugosità superficiale (GB1031-68) nella nuova norma nazionale (GB1031-83) nel 1983 con riferimento alla norma internazionale ISO. Adottiamo il parametro di valutazione preferito, ovvero il valore di deviazione medio dell'aritmetica del contorno (Ra=(1/l)∫l0|y|dx). La prima serie di valori preferiti da Ra viene utilizzata per ricavare la correlazione tra la rugosità superficiale Ra e la tolleranza dimensionale IT.
Classe 1: Ra≥1,6 Ra≤0,008×IT
Ra≤0,8Ra≤0,010×IT
Classe 2: Ra≥1,6 Ra≤0,021×IT
Ra≤0,8Ra≤0,018×IT
Classe 3: Ra≤0,042×IT
La Tabella 1, la Tabella 2 e la Tabella 3 elencano i tre tipi di relazioni precedenti.
Quando si progettano parti meccaniche, è importante selezionare il valore di rugosità superficiale in base alla tolleranza dimensionale. Diversi tipi di macchine richiedono la selezione di valori di tabella diversi.
È bene notare che per il Ra la tabella utilizza il valore della prima serie, mentre per il valore limite di Ra la vecchia norma nazionale utilizza il valore della seconda serie. Durante la conversione, potrebbero verificarsi problemi con i valori superiori e inferiori. Utilizziamo il valore superiore nella tabella perché aiuta a migliorare la qualità del prodotto, mentre il valore inferiore viene utilizzato per i singoli valori.
La tabella corrispondente al grado di tolleranza e alla rugosità superficiale della vecchia norma nazionale ha contenuto e forma complessi. Per lo stesso grado di tolleranza, segmento di dimensione e dimensione di base, i valori di rugosità superficiale del foro e dell'albero differiscono, così come i valori per i diversi tipi di accoppiamento. Ciò è dovuto al rapporto tra i valori di tolleranza del vecchio standard di tolleranza e adattamento (GB159-59) e i fattori sopra menzionati. L'attuale nuovo standard nazionale di tolleranza e adattamento (GB1800-79) ha lo stesso valore di tolleranza standard per ciascuna dimensione di base nello stesso grado di tolleranza e segmento dimensionale, semplificando la tabella corrispondente del grado di tolleranza e della rugosità superficiale e rendendola più scientifica e ragionevole.
Nel lavoro di progettazione, è importante basare la scelta della rugosità superficiale sulla realtà dell'analisi finale e valutare in modo completo la funzione superficiale eprocesso di produzione CNCeconomia delle parti per una scelta ragionevole. I gradi di tolleranza ed i valori di rugosità superficiale riportati nella tabella possono essere utilizzati come riferimento per la progettazione.
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Orario di pubblicazione: 20 agosto 2024